形状记忆合金的原理及特性

冷却时高温母相转变为马氏体的开始温度Ms与加热时马氏体转变为母相的起始温度As之间的温度差称为热滞后。普通马氏体相变的热滞后大，在Ms以下马氏体瞬间形核长大，随温度下降，马氏体数量增加是靠新核心形成和长大实现的。而形状记忆合金中的马氏体相变热滞后非常小，在Ms以下升降温时马氏体数量减少或增加是通过马氏体片缩小或长大来完成的，母相与马氏体相界面可逆向光滑移动。这种热滞后小、冷却时界面容易移动的马氏体相变称为热弹性马氏体相变。

如图12-1所示，当形状记忆合金从高温母相状态（a）冷却到低于Ms点的温度后，将发生马氏体相变（b），这种马氏体与钢中的淬火马氏体不一样，通常它比母相还软，称为热弹性马氏体。在马氏体范围变形成为变形马氏体相（c），在此过程中，马氏体发生择优取向，处于与应力方向有利的马氏体片长大，而处于不利取向的马氏体被有利取向的吞并，最后成为单一有利取向的有序马氏体。将变形马氏体加热到As以上，晶体恢复到原来单一取向的高温母相，随之其宏观形状也恢复到原始状态。经过此过程处理的母相再冷却到Ms点以下，又可记忆在（c）阶段的变形马氏体形状。

图12-1　形状记忆合金的原理示意图(www.zuozong.com)

（a）母相；（b）马氏体相；（c）变形马氏体相